EOS代码架构及分析（一）(eos开发平台)

想必现在有很多小伙伴对于EOS代码架构及分析（一）方面的信息都比较想要了解，那么今天小好小编就为大家收集了一些分享给大家，希望大家会喜欢哦。

EOS，企业操作系统，是为企业级分布式应用设计的一款区块链操作系统。

相比于目前区块链平台性能低、开发难度大以及手续费高等问题，EOS拥有高性能处理能力、易于开发以及用户免费等优势，极大的满足企业级的应用需求，被誉为继比特币、以太坊之后区块链3.0技术。

EOS优秀基因的背后是其底层的石墨烯软件架构所决定的。

其实EOS不是最早采用石墨烯架构的区块链项目，其创始人Dan Larimer（绰号BM）早在BitShare、Steem等项目中已经采用该架构，并取得成功。

那么到底什么是石墨烯架构？官网的解释如下：“The Graphene blockchain is not a monolithic application. It is composed of a variety of libraries and executables to provide deployable nodes.”石墨烯区块链不是一整个应用程序。

它是由一系列库和可执行程序组成，并且用于提供可部署分布式应用程序的节点。

如下图1所示：石墨烯的关键技术之一就是高度模块化，将内部节点间的分布式通信能力封装成插件（plugins），由上层的应用程序（DAPP）动态加载调用，使得应用开发者无需关注区块链底层细节，极大降低了开发难度，同时更具可扩展性。

石墨烯架构采用DPoS（Delegated proof of stake）共识算法，使得处理性能可以媲美传统的中心化架构。

EOS代码整体架构EOS借鉴了图1的石墨烯架构思想，后面又进行了重新开发，主要包括应用层、插件层、库函数层和智能合约层。

programs（应用层）cloes：客户端命令行交互模块，用于解析用户命令，根据具体命令请求调用相应的接口，例如查看区块信息、操作钱包等等。

nodeos：服务器端，也就是区块生产节点，用于接受客户端的远端请求，并打包区块，主要包含四个插件，chain_plugin、http_plugin、net_plugin、producer_plugin。

keosd：钱包管理模块，主要包括三个插件：wallet_plugin、wallet_api_plugin、http_plugin。

plugins（插件层）支持动态加载相关组件，实现了应用层的业务逻辑和区块链底层实现的解耦，同时为应用开发者提供友好的API接口，比较重要的有以下几个插件：1chain_plugin2http_plugin3net_plugin4producer_pluginlibraries（库函数层）为应用层和插件层提供基础能力，实现了区块链的底层关键技术，例如，交易处理，生产区块，加密功能，文件IO操作，网络通信能力等等:appbasechainfc-crypto-io-log-network-rpcutilitiesconstracts（智能合约层）主要包含一些智能合约的示例代码。

应用层流程分析nodeos从main函数开始，程序大致分为三部分：选项配置、加载插件、启动程序,programs/nodeos/main.cpp：选项配置app().set_version(eosio::nodeos::config::version);auto root = fc::app_path();app().set_default_data_dir(root / “eosio/nodeos/data” );app().set_default_config_dir(root / “eosio/nodeos/config” );应用程序通过app()返回一个application类的实例对象，这里采用单例模式，保证整个系统访问的是同一个全局对象，具体实现：libraries/appbase/application.cppapplication& application::instance() { static application _app;return _app;}application& app() { returnapplication::instance(); }注册插件在加载使用插件前，需要通过register_plugin()函数将插件注册到application的plugins插件集合中，plugins是一个map容器，通过键值对管理插件名称和插件对象指针，方便通过插件名称查找插件对象。

/plugins/producer_plugin/producer_plugin.cppstatic appbase::abstract_plugin& _producer_plugin = app().register_plugin();class application{ … template auto& register_plugin() {auto existing = find_plugin();if(existing)return *existing;auto plug = new Plugin();plugins[plug->name()].reset(plug);return *plug; } … map<string, std::unique_ptr> plugins; …}加载插件if(!app().initialize(argc, argv))return -1;initialize()是一个模版函数，通过遍历调用各个插件的plugin_initialize函数，完成对各个插件的初始化任务，具体实现如下：class application{…templatebool initialize(int argc, char** argv) { return initialize_impl(argc, argv, {find_plugin()…});}…}bool application::initialize_impl(int argc, char** argv, vectorautostart_plugins) { … for (auto plugin : autostart_plugins)if (plugin != nullptr && plugin->get_state() == abstract_plugin::registered)plugin->initialize(options); …}class plugin : public abstract_plugin { … virtual void initialize(const variables_map& options) override {if(_state == registered) {_state = initialized;static_cast(this)->plugin_requires([&](auto& plug){ plug.initialize(options); });static_cast(this)->plugin_initialize(options);app().plugin_initialized(*this);}assert(_state == initialized);}…}其中，app().plugin_initialized(*this);将plugin实例加入到initialized_plugins集合中，该集合保存已经初始化过的插件实例，后面启动实例对象时会访问。

class application{ …vector initialized_plugins;…}最后，调用具体plugin的初始化函数，例如，producer_plugin的初始化函数如下：void producer_plugin::plugin_initialize(const boost::program_options::variables_map& options){ … // 设置生产者信息和私钥信息 LOAD_VALUE_SET(options, “producer-name”, my->_producers, types::account_name)…my->_private_keys[key_id_to_wif_pair.first] = key_id_to_wif_pair.second; …}启动程序加载插件后，遍历调用initialized_plugins集合中各个插件实例的startup()函数，启动插件任务，例如producer_plugin插件的启动函数为producer_plugin::plugin_startup()，主要功能是循环生产区块：void application::startup() { for (auto plugin : initialized_plugins)plugin->startup();}class plugin : public abstract_plugin { virtual void startup() override {…static_cast(this)->plugin_startup();…}}class producer_plugin : public appbase::plugin{ … virtual void plugin_startup();…}void producer_plugin::plugin_startup(){…my->schedule_production_loop(); // 循环生产区块…}各个插件初始化并启动完成后，最后设置应用程序的信号处理函数，用来响应用户终止动作，例如，ctrl + c：void application::exec() { sigint_set->async_waitio_serv->run(); // 异步等待信号事件发生。

shutdown() // 应用退出后关闭插件。

}cleoscleos是一个命令行工具，用于和区块链数据交互以及管理钱包，从main函数开始，程序大致分为三部分：创建主命令和选项、创建子命令和选项、解析用户参数后调用对应命令的回调函数。

所有命令都必须包含主命令cleos，然后可以创建子命令和选项，例如cleos create，同时可以为子命令继续创建子命令和选项，例如：./cleos create account [OPTIONS] creator name OwnerKey ActiveKeyint main( int argc, char** argv ) { // 创建主命令cleos，并添加选项 CLI::App app{“Command Line Interface to EOSIO Client”};app.add_option( “-H,–host”, old_host_port, localized(“the host where nodeos is running”) )->group(“hidden”); …// 为主命令创建create子命令auto create = app.add_subcommand(“create”, localized(“Create various items, on and off the blockchain”), false);…// 为create子命令创建子命令accountauto createAccount = create->add_subcommand(“account”, localized(“Create a new account on the blockchain”), false);// 解析用户命令参数，调用对应的回调函数app.parse(argc, argv);}创建主命令初始化一个App类的实例app，然后通过add_option函数，添加命令选项。

选项由Option类表示，主要包括选项名称、选项描述、选项的回调函数等等。

app通过std::vectoroptions_; 管理多个选项：Option *add_option(std::string name, callback_t callback, std::string description = “”, bool defaulted = false) { …options_.emplace_back();option.reset(new Option(name, description, callback, defaulted, this));…}创建子命令通过app.add_subcommand函数为主命令创建子命令。

子命令也用App类表示，保存在subcommands_集合中：std::vectorsubcommands_;App *add_subcommand(std::string name, std::string description = “”, bool help = true) { subcommands_.emplace_back(new App(description, help, detail::dummy));…}通过set_callback函数为子命令设置回调函数，完成相应的功能处理，例如key子命令在回调函数中生成公钥和私钥，同时可以嵌套的为子命令创建子命令和选项：# ./cleos create key// create keycreate->add_subcommand(“key”, localized(“Create a new keypair and print the public and private keys”))->set_callback( [](){ auto pk = private_key_type::generate();auto privs = string(pk);auto pubs = string(pk.get_public_key());std::cout << localized(“Private key: ${key}”, (“key”, privs) ) << std::endl;std::cout << localized(“Public key: ${key}”, (“key”, pubs ) ) << std::endl;});解析用户参数设置完所有的命令、选项和回调函数后，开始解析用户输入的参数，并匹配到对应的命令，执行相应功能：try { app.parse(argc, argv);}将用户参数解析后保存在std::vectorargs中，通过parse(args)做进一步解析：/// Parses the command line – throws errors/// This must be called after the options are in but before the rest of the program.std::vectorparse(int argc, char **argv) { name_ = argv[0];std::vectorargs;for(int i = argc – 1; i > 0; i–)args.emplace_back(argv[i]);return parse(args);}_parse函数完成最终的解析工作，实际上所有的子命令都已经保存在subcommands_中，解析的过程就是将用户参数对应的子命令parsed_成员设置为true，最后，由run_callback函数遍历subcommands_，执行对应的回调函数：std::vector&parse(std::vector&args) { _validate();_parse(args);run_callback();return args;}void _parse(std::vector&args) { parsed_ = true;while(!args.empty()) {// 对用户命令进行逐个解析，识别分类为子命令、长选项、短选项_parse_single(args, positional_only);}}void run_callback() { pre_callback();// 调用命令的回调函数，这里的命令既可以是主命令也可以是子命令if(callback_)callback_();// get_subcommands()返回匹配到的命令集合，然后递归调用子命令的run_callbackfor(App *subc : get_subcommands()) {subc->run_callback();}}keosdkeosd钱包管理模块的处理流程和nodeos类似，从main 函数开始，程序大致分为三部分：选项配置、加载插件、启动程序，主要的功能由wallet_plugin、wallet_api_plugin、http_plugin这三个插件完成，具体流程不再赘述。